Arbetsflöde - Ledningsdragning

När väl komponentplacering är klar och kritiska signalerna fixade, så återstår de övriga signalerna och spänningsanslutningar. Vilka av dessa man ska ansluta först är kan skilja sig från ett kort till ett annat och är inte givet på förhand. Här är det layoutkonstruktörens erfarenhet, som ofta kommer att avgöra hur pass väl slutresultatet, rent layoutmässigt, kommer att fungera.

• Manuell ledningsdragning är som det låter, ett handarbete, som är mest tidskrävande, men samtidigt ger den bästa kontrollen över mönsterutförandet. I moderna verktyg finns ofta möjligheten att manuellt routa flera ledare samtidigt.
• Automatiskt ledningsdragning är ett snabbt sätt att få resultat för att utvärdera en komponentplacering eller för att färdigställa stora layouter med många signaler på många lager. Det finns flera autorouters på marknaden, som är mycket effektiva på att lösa uppgiften till 100 %, men ingen av de jag har sett har gett ett resultat, som inte behöver justeras eller optimeras på ett eller annat sätt.
• Övriga signaler, som inte är kritiska, kan till stor del autoroutas och "städas" i efterhand. Det kan ibland vara en fördel att dessa är en aning i oordning och därigenom har en mindre sammanlagd påverkan på andra signaler och speciellt de kritiska.
• Spännings- och jordledarna på flerlagerskort bör vara korta och bredare än signalledarna. Man vill ansluta dessa till respektive spänningsplan, så fort som möjligt. Särskilt om man har flera spänningar ska man vara uppmärksammad på vilka vägar returströmmarna tar. Det är lätt hänt att splittade jordplan tvingar signal- och spänningsreturer att ta långa omvägar och därigenom öka looparean med ökad störningskänslighet (både mottagen och avgiven) som följd.
• Routingkanaler kan vara väsentligt att tänka på i synnerhet om komponent-tätheten på mönsterkortet är högt. I sådana designer kan det vara nödvändigt att i flera omgångar göra "prov"autoroutingar och omplaceringar av komponenter om vartannat och detta t.o.m. innan man routar färdigt de kritiska ledarna. En annan faktor, som också påverkar antalet routingkanaler är hur många lager man har till förfogande för signalledarna.
• Manhattanlängd kallas det avstånd som är summan av x- och y-komposanterna mellan två punkter, som ska sammanbindas.
• XY-principen. För att maximera framkomligheten för ledningsdragning på ett mönster-kort väljer man en huvudriktning för mönstret på ett lager och nästa routinglager ger man en huvudriktning, som är 90 grader mot det första. Riktningsbyten görs med genomförbindningar (vior). När väl alla ledarna är routade kan man frångå XY-pricipen och "städa" bort så många "onödiga" vior som möjligt.
• Ortogonalt / diagonalt. När man använt XY-principen har man ett mönster strikt uppdelat i x- och y-riktning och kallas för ortogonalt. Också ett mönster på samma lager och utfört med 90 graders vinklar kallas ortogonalt. Ur layoutsynpunkt är det ofta mindre lämpligt och man föredrar att "mjuka" av hörnen med en diagonal (45 graders) ledningsdragning. Några anledningar är att ledarlängden blir kortare, man undviker risk för etsfickor och spetsig vinkel, som kan agera som en potentiell antenn.
• Bus routing handlar om databussar, som inom rätt snäva toleranser oftast ska ha lika omslagsfördröjning (=lika ledarlängd) per databit. Förr ansåg man att dessa ledare ska dras parallellt med varandra, för att få dem lika långa och därigenom får lika fördröjning, men numera finns det metoder och verktyg för att kontrollera inbördes timing i en databuss på bättre sätt, och utan att blockera alla routingkanaler på ett signallager.
• Ledarbredden bör vara anpassad så att kraven för min. ledarbredd/isolationsavstånd används bara där det behövs. Använd större ledarbredd där det går. Anledningen till det är att när man etsar fram mönstret kan överetsningen vara så stor som 1 mil (~0,04mm), vilket ger större procentuell andel ju smalare ledare man har. Är sedan mönstret utformat så att det finns risk för etsfickor så finns det en risk att ledaren etsas så mycket att det blir ett avbrott.
• Necking kallas det när en ledare har ett smalare parti, för att komma igenom smala passager, för att sedan återgå till samma ledarbredd som innan.
• Viastorlek och typ. Genomförbindningens (viats) storlek påverkar flera faktorer, som bl.a. antal routingkanaler, ursparingar i jordplan, antal mönsterkort som kan läggas i en stack och borras samtidigt och induktans, som påverkar GHz-signaler. Man skiljer på genomgående vior och dolda/gömda vior (ofta mikrovior). Genomgående vior borras medan mikrovior vanligen skapas med laser (UV eller CO2).
• Kraganslutningar ska helst utföras så att spetsiga vinklar undviks. En spetsig vinkel ökar risken för att etsvätska ska samlas på grund av kapillärkrafter och därmed ökar risken för överetsning. För att tillåta en högre missregistreringstolerans vid borrning, speciellt för små kragar som vior, lägger man till så kallade teardrops, som fyller ut en yta mellan kragens periferi och den anslutande ledaren. Ser man en krage med anslutning uppifrån så liknar det en vattendroppe eller en tår om man vill. Dessa ökar ytan för viat samtidigt som vinkeln mellan ledarkanterna och kragen ökar.
• Mönsterfördelning. För att få ett jämnt fördelat resultat vid etsningen och för att korten skall hålla formen bättre, vill man att ledningsmönstret ska vara balanserat över hela kortytan i möjligaste mån. Detta gäller både för ett och samma kopparlager och de kopparlager som etsas samtidigt. För balanseringen kan man använda oanslutna mönsterelement eller anslutna jordplan i olika utförande. Förutom att balansera mönstret, så ger jordplan också andra fördelar, som t.ex. skärmning.